多点碰撞动力学的规范求解

物体间的碰撞是工程技术中一个重要研究课题．大多数的研究工作都是集中在多刚体系统碰撞动力学问题的研究．在多刚体系统中，两个刚体之间是用一个铰连接的．但是，还存在另一类型的碰撞系统，在这类碰撞系统中，相碰的物体间没有铰存在．物体可能是自由的，也可能是被其周围环境约束的，但在物体之间没有铰的联系，这种碰撞问题称作为“分离式碰撞问题”，物体间的相互联系和相互作用仅仅在碰撞过程中存在．本文对这类“分离式碰撞问题”进行了研究，并且给出了一组解决这类问题的通用公式．这些公式可以方便地编程和计算，从而实现了多物体间的多点碰撞的动力学求解     

关于摩擦碰撞的Kane难题

物体之间的摩擦斜碰撞可导致机械能增大与物理规律相悖的Kane难题来源于Whittaker假定的缺陷．本文以刚性小球对固定平面的斜碰撞为例,叙述Kane难题的提出,难题的产生原因,以及为解决此难题对于摩擦碰撞规律的几种修正方案．     

存在间隙的多自由度系统的周期运动及Robust稳定性

研究一类存在间隙的多自由度振动系统的动态响应．系统由线性元件构成，但其中一个元件的最大位移不能超过由刚性平面约束所确定的阀值．应用模态矩阵方法将系统解耦，并根据碰撞条件和由碰撞规律所确定的衔接条件求得系统的周期运动及其稳定条件．将Ｌｙａｐｕｎｏｖ方法应用于周期运动的扰动差分方程，导出了含不确定参数的碰撞振动系统周期运动的鲁棒（Ｒｏｂｕｓｔ）稳定性条件．文末用一个二自由度系统阐明了方法的有效性     

基于响应面方法的结构碰撞优化

应用响应面方法可将结构响应表达为设计变量的显式形式．为拟合响应面，基于中心复合设计和单纯形设计简化出了中心对称和拟单纯形设计，其既可以保证约束近似精度，同时降低计算量．针对常见优化问题，使用响应面方法将其构造为线性或者非线性约束优化模型，并应用Matlab优化工具箱求解．方管碰撞优化数值算例表明文中提出的试验设计方法及优化模型有较好的求解效率和精度．     

船舶碰撞的研究方法和进展

本文简要评述船舶碰撞的研究进展和发展趋势．介绍了船舶碰撞研究的内容和方法（包括理论的和实验的）．本文重点阐述实船试验方法，包括实尺试验的基本步骤，实尺试验的输入参数选择和试验地点选择．最后提出了综合性意见，并介绍了国内在碰撞研究方面已做的工作和将要做的工作．     

多点碰撞中的牛顿碰撞定律

本文指出一般多点碰撞中牛顿碰撞定律不再成立,从而需要检查各多点碰撞模型中该定律的正确性,为此证明了一个判别定理.     

两自由度振动系统的斜碰撞分析

研究斜碰撞振动系统动力学的一个关键问题是对系统在碰撞前后的状态进行合理描述和正确计算．针对两弹性体斜碰撞问题，基于瞬间碰撞假设，提出了采用步进冲量来分析和求解斜碰撞前后的状态关系；并以弹簧摆和振子组成的两自由度斜碰撞振动系统为例，具体介绍了该算法如何实现．用解析方法讨论了该系统在斜碰撞过程中可能出现的各种力学现象，将冲量步进算法得到的数值解与解析结果进行对比，取得了完全一致的结果．该数值方法能适应多种斜碰撞问题的计算．     

纳米碳管与刚性壁的正碰撞

用分子动力学方法模拟纳米碳管与刚性壁的正碰撞过程,并与弹性动力学方法的结果进行对比．在分子动力学模拟中,采用Tersoff-Brenner势描述碳管的原子间相互作用,用6～12形式的Lennard-Jones,势描述碳管与刚性壁间相互作用．结果表明,两种方法所得到的应力波传播速度吻合较好．与弹性动力学分析结果不同的是,在发生屈曲以前,纳米碳管与刚性壁的接触时间不仅与纳米碳管的长度近似成线性关系,还与管径及碰撞初速度有关．碰撞过程中,纳米碳管端部应力并非定值,但其平均值与弹性动力学计算结果相差不大．     

多刚体系统碰撞动力学方程及可解性判别准则

本文引入碰撞铰概念描述开环和闭环多刚体系统中各刚体间任意碰撞的情况,导出了适用于计算机编程求解的碰撞动力学方程,该方程适用于开环和闭环系统,文章对方程可能出现奇异的情况作了讨论,根据系统的碰撞结构导出了方程非奇异的必要和充分条件,文末以卫星帆板展开锁定过程作为算例。     

高速碰撞中的有限元方法及其应用

讨论了连续介质力学守恒方程的有限元离散方法,针对高速碰撞的物理特点,提出了数值计算中所应重视的问题及其有效的解决办法。文中给出的典型算例说明本方法对各类高速碰撞问题的数值模拟计算是十分有用和成功的。     

NUMERICAL COMPUTATION OF CRITICAL FLOW OVER A SPILLWAY BY MEANS OF MINIMIZATION OF VIOLATION OF NEGATIVE CURVATURE CONDITION

A new method for the computation of two-dimensional critical flows over spillways is presented. The premise of the method is that at a critical value of the discharge coefficient that free boundary has no upstream waves. For the chosen spillway geometry without a toe section this requirement is equivalent to negative curvature of the free boundary. The method consists of two levels: at the inner level the corresponding free boundary value problem is solved for a fixed value of Q and at the outer level a critical value of Q is sought by minimization of the oscillation of the free boundary. An invaluable part of the method is the sensitivity anlaysis of the finite element stiffness matrix. The correctness of the numerical results is proved by scrutinizing the convergence rate by mesh refinement. Good agreement of the computed results with experimental data is achieved.     

A CLASS OF ALTERNATING GROUP METHOD OF BURGERS' EQUATION

IntroductionWeconsiderthefollowingnonlinearBurgers’equation : u t u u x=ε 2 u x2 ,　　 0 0 ,( 1 )withtheinitialandtheboundaryconditions　　　　　u(x,0 ) =f(x) ,　　 0 相似文献   

Duffing系统解的转迁集的解析表达式

通过对非线性Ｄｕｆｉｎｇ方程解的稳定性进行研究，得到了其周期一解失稳的转迁集的解析表达式，同时应用广义牛顿法，得到了Ｄｕｆｉｎｇ方程对称破缺分岔转迁集的解析表达式，与Ｕｅｄａ用模拟计算机的方法和Ａ．Ｙ．Ｔ．Ｌｅｕｎｇ用增量谐波平衡数值方法的结果吻合良好，克服了用模拟计算机或数字计算机确定物理参数平面上的转迁集计算工作量十分大的困难．     

确定碾压混凝土坝弹性常数的解析法

考虑层面影响,将碾压混凝土坝作为复合材料建立了片状模型的应变模式,利用能量变分法导出了弹性常数公式,提高了计算精度,使弹性常数的确定更加合理和方便。     

柔性微粒介电泳分离过程的多尺度模拟

介电泳分离是一种高效的微细颗粒分离技术,利用非均匀电场极化并操纵分离微流道中的颗粒. 柔性微粒在介电泳分离过程中同时受多种物理场、多相流和微粒变形等复杂因素的影响,仅用单一的计算方法对其进行模拟存在一定的难度,本文采用有限单元——格子玻尔兹曼耦合计算的方法处理这一难题.介观尺度的格子玻尔兹曼方法将流体看成由大量微小粒子组成,在离散格子上求解玻尔兹曼输运方程,易于处理多相流及大变形问题,特别适合模拟柔性颗粒在介电泳分离过程中的变形情况.另一方面,介电泳分离过程的模拟需求解流体、电场和微粒运动方程,计算量相当庞大,通过有限单元法求解介电泳力,提高计算效率.利用这种多尺度耦合计算方法,对一款现有的介电泳芯片分离过程进行了模拟.分析了微粒在电场作用下产生的介电泳力,揭示了介电泳力与电场变化率等因素之间的关系.对微粒运动轨迹及其变形的情况进行了研究,发现微粒的变形主要与流体剪切作用有关.这种多尺度耦合计算方法,为复杂微流体的计算提供了一种有效的解决方案.      

随机-模糊处理方法在岩石力学指标统计及岩组划分中的应用

探讨了随机 模糊处理方法在岩石力学指标统计和岩组定量划分中的应用。文中对计算中的隶属函数取值及迭代方式进行了深入讨论。通过计算结果的比较分析, 认为随机 模糊处理方法更符合实际, 并优于其他方法。最后作者提出了岩组定性划分 岩石样本参数的随机 模糊统计分析 岩组定量划分及参数重新统计的分析程序。     

AUTOMATIC IDENTIFICATION OF MESOSCOPIC PARAMETERS OF DISCRETE ELEMENTS OF SAND MATERIAL 1)

本文依照四川大学某理论力学教学班实际教学改革的经验,通过具体举例说明计算机技术在理论力学教学中尚未开发的巨大潜力,减小数学运算使学生重点关注理论力学基本原理,批量求解使学生提前接触实际应用案例,普适性求解使学生深化对处理多变量问题的认识。同时本文还探讨了理论力学教学改革的方向和目的,即把教学重点放在普适的教学方法上,借助计算机求解多刚体、多变量问题,以期有助于理论力学教材更好地适应时代发展。     

不确定参数闭环控制系统特征值的区间分析

运用区间理论,讨论了区间参数的结构振动控制问题,给出了求解闭环系统区间特征值的一种方法．基于区间参数导出了区间刚度矩阵和质量矩阵,然后利用矩阵摄动理论和区间扩张理论,推导了复区间特征值上下界估计的算法．这些结果是从二阶系统的左右特征向量出发得到的．将该文方法应用到悬臂梁的控制问题,数值结果表明它是有效的．     

OPTIMAL CONTROL OF NONLINEAR VIBRATION RESONANCES OF SINGLE-WALLED NANOTUBE BEAMS

An optimal time-delay feedback control method is provided to mitigate the primary resonance of a single-walled carbon nanotube （SWCNT） subjected to a Lorentz force excited by a longitudinal magnetic field. The nonlinear governing equations of motion for the SWCNT under longitudinal magnetic field are derived and the modulation equations are obtained by using the method of multiple scales. The regions of the stable feedback gain are worked out by using the stability conditions of eigenvalue equation. Taking the attenuation ratio as the objective function and the stable vibration regions as constrained conditions, the optimal control parameters are worked out by using minimum optimal method. The optimal controllers are designed to control the dynamic behaviors of tile nonlinear vibration systems. It is found that the optimal feedback gain obtained by the optimal method can enhance the control performance of the primary resonance of SWCNT devices.     

随机载荷作用下浅曲结构首次发生突变时间的概率分析

本文用能量包线随机平均法,导出了随机载荷作用下浅曲结构首次发生突变的时间的各阶矩的解析表达式,并通过用臆式差分法数字求解条件可靠性函数所满足的后向柯尔英哥洛夫方程,给出了发生首次突变的时间的概率密度.与数字模拟结果比较表明,在结构阻尼不大时该法给出令人满意的结果.文中还研究了各种参数对结构首次发生突变的时间统计量的影响.